3D打印技术在军事领域的应用与展望

王添幸　张立平　黄浩

摘 要：3D打印技术因其快速、精准、高效、便捷、材料利用率高的特点，被认为是21世纪具有颠覆意义的军事科技革命之一。本文从介绍3D打印技术的原理及特点入手，梳理归纳其在武器研制、装备保障、后勤保障和战场医疗救护等军事领域的应用优势，并对其未来在军事领域应用进行分析展望。

关键词：3D打印技术;装备保障;后勤保障

3D打印技术经过多年发展，技术日趋成熟，目前已经被广泛应用于社会制造业、生物医学、建筑、电子机器人等领域，正在影响着人类的生产生活。而3D打印技术也因其快捷、灵活、高效等优势，在军事领域的应用也日趋广泛。

1 3D打印技术的原理及特点

3D打印技术（Three-Dimension Printing），又称增材制造技术，它是以物体的数字化信息为基础，通过将粉末狀金属或塑料等可粘合材料层层叠加而制造三维实体。作为一种新的制造方式，有着以下特点：

一是无需外在模具和机械加工，材料利用率高。较传统零部件制造加工不同，3D打印技术为材料叠加工艺，无需进行浇铸、车、磨、铣、刨等，根据先前计算机内扫描存储的部件三维数据，就可打印堆积出尺寸精确的零部件。研究表明，采用该技术可以使材料利用率提高5倍以上，制造成本降低50%。

二是占地空间小，方便灵活。传统零件生产需要建设厂房，购置相关铸造炉，锻压机、车床等机具。筹备周期长，占地面积大。利用3D打印技术，可一改传统模式，甚至只需一个人，一台电脑，一部打印机就可以进行零部件的打印制造。相关设备易于组装，方便拆卸，有着较高的灵活性和场地适应性。

三是设计理念超前，零件生产制造快。3D打印技术彻底摆脱了传统加工工艺的束缚，省去了毛坯成型、机械加工、热处理等诸多工序，制造过程与零件的复杂程度不再紧密相连，一些传统工艺根本无法生产的特殊零件制造也成为可能。由于生产流程得到优化，零件生产周期大幅缩短。

2 3D打印技术在军事领域的应用

一是在武器装备研发制造方面前景广阔。武器装备，尤其是高精尖的武器装备所需要的零部件多是设计精巧，外形结构复杂，强度要求高。利用传统的技术手段对材料进行铸造、切割、打磨等方式生产武器装备的零部件，不仅耗时费力，且往往达不到技术要求。但使用相同数量的耗材，采用3D打印技术可将生产效率提升到3倍，在提高了生产效率的同时，大幅度节约了成本。例如，美国RLM工业公司就曾利用3D打印技术制造“爱国者”防空系统的齿轮组件，制造成本从原来的3万多美元降低到1250美元。

二是在装备保障方面优势凸显。在部队拉动、演习、作战中，装备种类型号多，动用频繁，为保障武器装备的完好率，需伴随携带较多的器材进行维修保障，不利于部队快速机动。战时武器装备损毁多种多样，装备抢修的时效性要求高，难以满足战时需要。3D打印的便捷性及材料的可携行性，改变了物资器材准备模式，使维修器材由“实物运输”向“数据存储”转换，能够有效缓解装备保障需求多样和物资器材携带不便的困难。3D打印设备可以实现战时装备器材及维修工具的快速制造。遇有装备受损时可快速打印生产相应的零部件，大幅提高维修保障效率。

三是在后勤保障和战场医疗救护方面潜力巨大。3D打印技术应用会使战场保障方式发生重大变化。后勤保障通常位于后方，战时向前输送作战物资给养的供应链很容易遭到破坏。3D打印技术的成熟与普及，可以一改原先后方保障的模式，实现后勤保障“前置化”，只要有所需物资的相关数据资料、合适的打印材料以及相应的打印设备，前线官兵可以根据实际情况，按需生产物资。在进行战场医疗救护时，在战场上可以利用3D打印技术根据士兵的具体伤情制造相应的救护器材或器官。比如可以为骨折的士兵制作夹板，支架，为关节受伤的士兵打印关节，甚至为截肢的士兵打印假肢等，可以极大提高战场救治率。

3 3D打印技术在军事领域应用的新展望

一是充分重视，加强3D打印技术在军事领域应用的理论研究。要搞好顶层设计，国家层面要高度重视，制定3D打印制造技术的相关发展战略规划。地方和部队院校将3D打印技术纳入相关学科体系，增设相关课程，加大教学研究力度，为该技术在军事领域中的广泛应用打下基础。

二是实践探索，掌握关键技术。材料技术是制约3D打印技术的关键因素。针对军事领域应用的特殊性，我们要建立完善材料研发平台，以智能材料、纳米材料、复合材料、钛合金等为重点，研发生产3D打印材料，培育拥有自主知识产权的材料生产技术，满足我国军事领域所需的各类3D打印材料。要做到统筹兼顾，建设3D建模研发平台，研发3D模型获取、3D建模技术与工程仿真、3D打印过程控制等关键技术，推动3D打印数字化建模系统产业化创新应用，抢占未来信息化战争中3D打印技术的制高点。

三是军民融合，形成体系，提高3D打印技术在军事领域中的应用水平。深化军民融合路子，建立常态化交流合作机制和产业协同创新机制，做到资源共享，互惠互利，以航空航天制造、武器装备研发，战场装备抢修等任务为牵引，在使用中促进技术成熟，在技术发展中提升应用效果，全面提升3D打印技术在军事领域中的应用水平。

参考文献

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